Automatisch folgender Bierschlepper (BS1)

[Gangster060]

Sers Forum!

Idee:
Hab vor einigerzeit mit einem Freund von mir den Entschluss gefasst einen Roboter zu bauen, der einem automatisch folgt und auf dessen Abstellfläche man sachen legen kann (Wie z.B. ein Kasten Bier :P ).

Sinn des ganzen ist beispielsweise folgendes Szenario:
Man möchte mit ein paar Freunden (z.B. im Sommer) eine kleinere Wandertour machen. Alles was man hier nun extra mitnimmt (wie z.B. eine Kiste Bier oder Musik) muss getragen werden und ist zusätzliche Last. Wenn man das ganze in einem Bollerwagen mitschleppen würde, müsste man diesen jedoch immernoch ziehen.

Der Bierschlepper soll da Abhilfe schaffen. Auf ihm könnte man ein paar Boxen, Zelte oder ne Kiste Bier legen und dieser würde einer Person dann in einem Abstand von etwa 1-2m hinterherfahren.


Umsetzung:
Bild hier  
(Die hellblaue Linien sind eine arte kleine Wand um die Gegenstände am Runterfallen zu hindern.)

Von der Platzeinteilung her sollte das Bild selbsterklärend sein. Links befindet sich die Ablage, in der Mitte alles was zur Steuerung gehört und Rechts die Energiequelle.

Da der Roboter überwiegend am Straßenrand, auf Geh und auf Radwegen zum Einsatz kommen wird sind lediglich 2 kleine Abstandsmessende-Sensoren nötig, die den BS1 daran hindern, gegen Zäune oder Mauern zu fahren (kann man unter Umständen ja auch noch erweitern).
Außerdem haben wir uns gedacht, Ketten statt räder zu nehmen, damit Straßenunebenheiten oder Bürgersteige kein Hinderniss darstellen. Nebenbei vereinfacht dies auch die Lenkung. Das erhöht zwar die Reibung, aber ich bin voller Hoffnung, dass die Leistung einer vollen Autobatterie trotzdem lange genug reichen wird. (wenn es 10h wären, wäre dies mehr als ausreichend)

Das größte Problem stellt eher das automatische folgen einer Person da, denn es müssen dessen relative Position und Entfernung (im Radius von 0-30m möglichst genau (optimal wären 10cm)) gemessen werden können. Das die Person eine Art "SenderUndEmpfänger" bei sich tragen muss versteht sich von selbst.

Wir hatten zunächst an Funkpeilung gedacht und 3 kleine antennen, durch dessen Schnittpunkt dann die position zu orten wäre... Aber ist UKW nicht viel zu schnell, als das man mit dem Zeitunterschied auf so eine kurze Distanz etwas anfangen kann?
Nächste Idee: Ultraschall! Aber was ist, wenn die Person mit dem "SenderUndEmpfänger" sich in eine andere Richtung dreht und nur ein Echo ankommt?



Unsere Kenntnisse:
Ich programmiere bereits seid dem ich 14 bin und kann Sprachen wie ASM, C/C++ seid langer Zeit wie im Schlaf. Durch zahlreiche Projekte habe ich jede Menge Programmiererfahrung und habe offline schon so ziemlich alles mal gemacht.
Er hat bereits schon mehrere kleine roboter (wie z.B. Linienfolgen etc.) programmiert/gebaut.


Der Grund für diesen Thread sind folgende Fragen:
1. Haltet ihr Kettenantrieb für geeignet, oder habt ihr andere Vorschläge? Wie lang würde eurer Meinung nach die Autobatterie halten?
2. Welche Art von Abstandsmessenden-Sensoren würdet ihr von Preis/Leistung Empfehlen (hatten an Laser gedacht). Habt ihr vielleicht schon auf Anhieb einen Elektromotor oder Chipsatz vor Augen, der sich für soetwas ideal eignen würde?
3. Ergänzende Ideen?
4. Wie kann man die Daten, die zum folgen einer Person wichtig sind (Entfernung+Richtung) bekommen, ohne sich in Unkosten zu stürzen?


Beste Grüße & vielen Dank (allein schon fürs durchlesen^^),
Chris!

[-schumi-]

Hallo und willkommen im neuen Roboternetz!

vielleicht könnte man das mit der Positionsbestimmung der Person die den Roboter leitet so machen:

Roboter:
Bekommt eine senkrechte Stange vorne dran montiert, wo rundherum (also 1x im Kreis) ein paar LDRs o.ä. angebracht sind

Mensch:
Bekommt eine kleine Platine mit einer (IR-)LED drauf, die schwach und mit kleiner Frequenz zu blinken beginnt. Die Frequenz und die Helligkeit erhöhen sich dann gleichmäßig. Das wird ständig gemacht.

Dann kann der Roboter ständig alle LDRs überwachen wann er eine Frequenz im Bereich von den dir festgelegten Anfangs- & Endfrequenzen bekommt und an welcher LDR.

Welche LDR? -> Richtung
Frequenz -> Abstand

Kann natürlich sein dass durch starke Sonneneinstrahlung der Abstandswert verfälscht wird, weil der Roboter die blinkende LED erst später erkennt (und somit näher auffährt)

Inwieweit das praxistauglich ist weis ich nicht, alles nur theoretische Fachsimplerei
Aber man kann es ja mal ausprobieren...

Gruß
-schumi-

[Thomas$]

meine idee zur abstandsmessung
für einen programierer ist es da leichter etwas mit bildauswertung zu bauen
2 leds am rücken
und kamera auf dem roboter (punkte suchen abstand errechnen )
ähnlich wie bei der wii oder man zweckentfremdet diese
wenn ihr eine 12V autobatterie drauf habt könntet ihr auch ein note- oder netbook oder auch ein mainboard mit draufbauen aber hier wäre flash speicher besser als normale hdd wegen der erschütterungen und vibration
diesen rechner kann man dann auch gut zur musik wiedergabe nutzen
größtes problem wird das fahrwerk sein das relativ vie gewicht aushalten muss

[Gangster060]

für einen programierer ist es da leichter etwas mit bildauswertung zu bauen

Das stimmt zwar, jedoch hat dieser deshalb auch schon Erfahrung mit soetwas. Und diese Erfahrung hat mich gelehrt, dass Bots (automatisierte Computeranwendungen) die nach bestimmten Pixelfarben suchen wesentlich anfälliger, langsamer (für eine Echtzeit videoanalyse wäre ein wesentlich leistungsfähigerer Chipsatz erforderlich) und unprofessioneller sind. Ich nehme an, dass sich das mit realen Robottern ähnlich verhält.

Deshalb hatte ich eigentlich vor, soetwas wie farberkennung zu vermeiden und stattdessen auf etwas sichereres zu setzen.
Trotzdem vielen Dank, denn eure beiden Post's haben mich auf eine weitere Idee gebracht :P


Man könnte an dem BS1 (ähnlich wie bei dem LED-Stangen Vorschlag) Ulltraschallsender anbringen, so, dass in jede Richtung gesendet wird. In dem selben Moment, in dem die Schallwellen gesendet werden, könnte ein Funksender vom BS1 and den Empfänger(den eine Person mitsich trägt) die Nachricht schicken, dass Schallwellen losgeschickt wurden. Das Gerät, was die Person bei sich trägt fängt nun an, die Zeit zu zählen, bis der Schall ankommt und kann so die Entfernung ausrechnen und diese per Funk an den BS1 zurückschicken.
Die Entfernung hätte man somit.
Bleibt nurnoch die Frage, wie man jetzt die Richtung herrauskriegt :P

[TobiKa]

1. Haltet ihr Kettenantrieb für geeignet, oder habt ihr andere Vorschläge? Wie lang würde eurer Meinung nach die Autobatterie halten?

Wenn du passende Raupenketten findest, dann sag bescheid...

[Thomas$]

https://www.roboternetz.de/community...nnung-aber-wie
die wii kamera macht das in echtzeit

hab zwar noch keine wii im freien in der mittagssonne im hochsommer getestet
getestet aber ich denke das wre erstmal der einfachste ansatz

bei ultraschall wird es mit der richtungsbestimmung etwas schwerer

oder gleich ein ultraschall radar (abstandsmesser auf servo) oder ein ir radar
und dann nach objeken in menschlicher größe suchen und verfogen

zur bildauswertung (suche des rötesten und des grünsten punktes)meiner erfahrung mit einem Thinkpad T30 mit stolzen 1,8Ghz habe ich es auf 1 bild pro sekunde geschafft unter visualbasic und es war noch Verbesserungswürdig sollte also auch funktionieren
ja es ist nicht effektivste lösung

[Gangster060]

1 bild pro sekunde geschafft unter visualbasic

Ein vergleich auf Byte Ebene mit C/C++, optimierten Algo und der selben GHz dauert etwa 1-5 ms
Da eine durchschnitliche Kamera (geschweige denn eine Webcam) grad mal um die 26-30 fps (Unser Auge sieht nur 25-28 fps) hat, könnte da wohl jeder frame ausgewertet werden =)

Aber wie gesagt: Wenn sich noch eine Möglichkeit bieten sollte, Pixelsuchen zu vermeiden, werde ich die gerne ergreifen. Zumal ich auch nicht so scharf darauf bin extra n Lappi mit auf den Bierschlepper zu schnallen. :P (Außerdem würde ein Laptop viel wertvollen Strom ziehen, von dem ja möglichst viel für die Bewegung übrig bleiben soll^^)
Ich bin also dankbar für alle weiteren Ideen und anreize :]

[Richard]

Das stimmt zwar, jedoch hat dieser deshalb auch schon Erfahrung mit soetwas. Und diese Erfahrung hat mich gelehrt, dass Bots (automatisierte Computeranwendungen) die nach bestimmten Pixelfarben suchen wesentlich anfälliger, langsamer (für eine Echtzeit videoanalyse wäre ein wesentlich leistungsfähigerer Chipsatz erforderlich) und unprofessioneller sind. Ich nehme an, dass sich das mit realen Robottern ähnlich verhält.

Deshalb hatte ich eigentlich vor, soetwas wie farberkennung zu vermeiden und stattdessen auf etwas sichereres zu setzen.
Trotzdem vielen Dank, denn eure beiden Post's haben mich auf eine weitere Idee gebracht :P


Man könnte an dem BS1 (ähnlich wie bei dem LED-Stangen Vorschlag) Ulltraschallsender anbringen, so, dass in jede Richtung gesendet wird. In dem selben Moment, in dem die Schallwellen gesendet werden, könnte ein Funksender vom BS1 and den Empfänger(den eine Person mitsich trägt) die Nachricht schicken, dass Schallwellen losgeschickt wurden. Das Gerät, was die Person bei sich trägt fängt nun an, die Zeit zu zählen, bis der Schall ankommt und kann so die Entfernung ausrechnen und diese per Funk an den BS1 zurückschicken.
Die Entfernung hätte man somit.
Bleibt nurnoch die Frage, wie man jetzt die Richtung herrauskriegt :P

Nehmt einfach eine WII_remote, die kann bis zu 4 bewegliche IR Quellen orten und dessen Position als x/y Koordinaten ausgeben.
Zusätzlich kan der Abstand von 2 punkten ermittelt werden, das sollte zur Entfernungsbestimmung zu gebrauchen sein. In Eurem Fall (Platz vorhanden) würde ich die ganze WII nehmen und einen micro ATX oder ähnlich zur Auswertung/Steuerung. Die zu verfolgende Person bekommt dann einen Gürtel mit IR Dioden.

Hier ist aber auch der Ausbau der Kamera beschrieben....

http://www.cc-zwei.de/wiki/index.php...mote_IR_Sensor

Kettenantrieb: Es wird schwierig und teuer werden so einen Antrieb zu entwickeln und brauchbare "Straßen" Ketten zu bekommen.
Brauchbare Räder mit intrigierten Motoren gibt es z.B. hier.........

http://www.dmg-movement.de/ nach Typ SYM-36-25SM herunterscrollen.weiter unten kommen Motortreiber, ganz unten ein
Link zur Preisliste. Wenn man die eingesperrte Arbeit und Material bedenkt, ist das nicht einmal teuer.

Gruß Richard

[oberallgeier]

... Ulltraschallsender ... Funksender ...
... Bleibt nurnoch die Frage, wie man jetzt die Richtung herrauskriegt ...

Genau so geht eine recht einfache Lösung. Funk am Mann, am FollowMe zwei USSender an einer möglichst breiten Basis, die möglichst breit senkrecht zur üblichen Richtung zum Vor-Gänger stehen soll. Aus den beiden Laufzeiten der USsignale und der Länge der Basis kann man einfach die Entfernung bestimmen. Für die Richtung bekommt man zwei Ergebnisse, das eine Ergebnis ist leider spiegelbildlich zur Verbindungslinie der Sender. Abhilfe durch einen dritten Sender - dann wird einfach wie hier erläutert gerechnet und das Ergebnis ist eindeutig. Siehe auch Abbildung:


. . . .Bild hier  

Viel Erfolg.

PS: etwas Muckis und ne Zugstange sind weniger störanfällig und dienen der Gesundheit.

[Dunkle Macht]

Hallo,

ihr könntet auch spezielle IR_Sensoren nehmen.
Ich verwende für etwas ähnliches momentan die TSOP1240 Sensoren. Die Sehen eine Infrarotquelle die mit 40kHz blinkt problemlos um die 30m (wurde mit dem oszi getestet ^^), da macht es auch nichts wenn sich die Person mit dem Sender mal wegdreht, die Sensoren sehen die quelle ohne größeren Abfall des Ausgabewerts durch bzw. um den Menschen herum. Die Richtungsbestimmung wäre mit mehreren dieser Sensoren auch ein leichtes. Und mit einer einfachen Schaltung aus einem Widerstand und einem Elko kann man die Sensoren auch an einen ADC Port anshließen.

Ich denke das wäre eine ziemlich simple Lösung.

Gruß
LUkas